前言

 

　　挥发性有机废气(以下简称VOCs)是一种有害气体，它的沸点接近水的沸点，有的VOCs沸点是在较高的温度下，此时这些有机废气的饱和蒸汽压都会高于133.3Pa，在这样的条件下，它们就可能成为挥发有机化合物，这种有机挥发化合物会污染空气，影响人类的健康。这些挥发性的有机化合物主要成分包括：硫烃、含氧烃、氮烃、卤代烃、烃类等多环芳香烃，由于它们的性质相似，它们很容易混合在一起，就会污染环境，这些VOCs同时能够威胁人类的身体健康，在人们的呼吸中，进入人体，对人的器官造成伤害。因此，在科技时代，必须对挥发性有机废气进行治理，使有机废气控制在一定的浓度。

 

　　1.挥发性有机废气治理技术的分析

 

　　在高科技时代，许多高科技产品的表面，都会利用涂漆、塑料、化工以及其它化工原料，都会使用许多有机物来进行处理，在利用这些有机物时，就会使它们形成许多挥发性的有机废气，它们不仅对工人带来身体的伤害，而且，如果这些气体不经过处理就随意的排放到空气中，就会污染环境，对人类的健康带来严重的危害，对于常用的VOCs治理技术有以下几种。

 

　　1.1利用燃烧法处理挥发性有机废气

 

　　燃烧法是利用VOCs的可燃性，由于它们自身可以燃烧，如果将这些有机物，在一定的温度下，将它们通人到焚烧炉中，就可以使这些有机物燃烧，当这些有机物生成CO和HO，就可以将它们排放到空气中。这种燃烧法的处理机理，主要根据燃烧温度和燃烧方式的不同，一般可以将它们分成直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧法三种形式。

 

　　1.1.1利用直接燃烧法处理挥发性有机废气

 

　　直接燃烧法，就是使VOCs直接燃烧，其方法就是将VOCs直接通人到焚烧炉中，就可以使VOCs在高温中燃烧。如果VOCs的浓度高，它们在炉中就可以很好的燃烧，生成CO2和H2O，当VOCs浓度低时，此时的燃烧由于不充分，就需要采取一定的措施，如加入辅助燃料，也会使VOCs燃烧完全，最终使VOCs完全生成CO2和H2O，这些CO2和H2O就可以排人空气。这种方法的优势是：由于它们的投资费用低，制备的设备比较简单，在操作方面也比较方便，但是，利用这种燃烧的方法需要维持高温燃烧(>1100~C)的条件，同时，在这种高温条件下，就容易使产物生成NOx化合物，这种化合物使燃烧结果产生二次污染物。

 

　　1.1.2利用催化燃烧法处理挥发性有机废气

 

　　催化燃烧法是在反应系统加入某种催化剂，在催化剂的作用下，使VOCs能够完全反应，生成CO2和H2O，然后将它们排人到空气中的方法。这种催化剂的作用机理，主要是可以降低VOCs的燃点。目前使用的这种催化剂的类型较多，这些催化剂主要是贵金属催化剂(如Pt、Pd)和非贵金属催化剂(女口V、Ti、Fe、Cu等)。女口Pt/H—Beta和PdO/H—

 

　　Beta等催化剂，它们在与VOCs接触时，对氯化烃类的有机物具有很强的选择性，这样Pt/H—Beta和PdO/H—Beta等催化剂，就容易使它们发生催化分解作用]。而M.A.Centeno_3等人通过研究表明，利用催化燃烧的方法，可以使Au/TiOxNy催化剂对已烷、苯和丙醇等有机物发生很高的催化作用，在这种催化作用下，使VOCs得到完全燃烧。如果将催化燃烧法与热力燃烧法进行比较，它们各自具有不同的优势，但催化燃烧法所需的燃烧温度更低(200℃～400qC)，这是它的优势。由于它们可以在较低温度下燃烧，就可以避免NO二次污染物生成，使环境得到保护。但是，现在使用的催化剂，由于它们的性能不稳定，在某些条件下容易被含s、P、As等物质破坏，一旦催化剂的活性破坏，就使催化剂失去活性，如果一旦催化剂失去活性，为了保证反应进行，就需要更换催化剂，这一过程，也需要付出昂贵的费用。

 

　　1.1.3利用生物法处理挥发性有机废气

 

　　生物过滤法处理VOCs，这种有机废气，主要是工业生产、市政污水、污泥处理的主要来源。为了治理恶臭气体，提出了生物过滤法这种技术，近年来，随着科学的发展，发现这种处理方法对处理VOCs也有较好的效果。这种生物过滤法，可以处理较低浓度的VOCs，核心处理设备是生物滤床的作用(如图1所示)，VOCs可以在生物滤床中得到处理，使VOCs生成CO：和HO，这主要是由于在滤床内，已经装有能形成生物膜的填料，这些填料可以使VOCs在滤床里被生物膜上的生物经过吸附作用，将VOCs分解成CO2和H2O，使它们排放到空气中得到净化。

 

 

　　这种生物过滤法决定它的处理效率的优劣，主要是对这种生物过滤操作条件的控制，因此，在利用这种方法时，只要把操作条件控制好，就可以得到较好的结果。这种方法如控制得当对不同有机物的处理结果，可以达到40%一98%。生物过滤法的运行成本很低，这有利于企业的应用，但是由于这种方法的设备庞大，而且，它对于处理VOCs还具有选择性，这就减弱了这种方法的使用范围。

 

　　1.1.4利用吸附法处理挥发性有机废气

 

　　吸附法是利用具有微孔结构的吸附剂，它的方法是利用这种吸附剂，可以将空气中的吸附质吸附在吸附剂的表面上，通过吸附剂的吸附将有机物从主体中分离，这样就可以处理有机废气。吸附法工艺流程如图2所示，当VOCs通过风机的作用，使它输送到吸附塔1，当吸附塔1中达到吸附饱和后，就可关闭阀门，再将VOCs气体切换到吸附塔2进行吸附，由于VOCs是分别在塔1和塔2进行脱附，它们是相互交替操作，因此，只要设计合理，就可以达到连续处理的结果，使VOCs得到净化。目前常用的吸附剂：由于活性炭的性能较好，这主要是活性炭具有较大的比表面积，这就使活性炭具有较高的吸附容量，使VOCs得到较大的;另一种方法就是沸石分子筛，这种吸附剂它具有均匀的微孔结构，就可以使这种微型结构具有较强的选择性。就可以使它们具有较大的优势，在吸附VOCs的过程中，它们都具有较高的去除效率，就可以使它们达到吸附VOCs的作用，同时由于它们的能耗低，工艺成熟，因此，这种方法在一般的企业都易于推广实用，来处理VOCs使其净化。

 

　　需要指出，中国对于VOCs的处理还存在差距，上述的处理方法，只适合应用在高、中浓度的VOCs治理中，但这些方法对于低浓度的VOCs处理，其效果相对微弱。在这样的环境中，就会影响到人的呼吸系统，使人的鼻、眼、心、肝、肺等器官受到有害气体的伤害，长时间在这种有机废气中生活，就会导致人体的器官出现变态反应，人类吸人有机废气的时间一长;就会导致吸人者致残和致癌，给人类带来难以补救的伤害。因此，针对中国VOCs治理技术的研究以及创新，目前，科技工作者正在积极引入或开发新的技术方法，这样才能够保证中国的环境优良，才能避免VOCs对人类的健康带来伤害。

 

　　2.挥发性有机废气治理技术进展及应用

 

　　2.1微波催化氧化技术及其在挥发性有机废气治理中的应用

 

　　微波催化氧化技术是高科技的处理技术，随着科学的发展，这种技术已经得到高速的发展，它可以有效集合传统的填料吸附技术，来提高处理VOCs治理的能力，这种方法的实现，改变了传统解吸治理方式向微波解吸治理方式的转变，极大地提高了治理效果。在治理VOCs过程中，使用微波催化氧化技术，它不仅能够缩短废气的解吸和吸附时间，而且

 

　　还可以利用这种技术，降低各种能源的消耗和浪费，减少处理费用，提高VOCs的治理能力。现在采用的吸附剂可以连续使用二十次，而且这些吸附剂，在反复使用的过程中，都能够达到非常好的吸附效果，使VOCs得到彻底的处理。

 

　　2.2活性炭纤维治理技术及其在挥发性有机废气治理中的应用

 

　　活性炭纤维治理技术是高科技时代的创新，这种技术与传统的碳吸附技术相比，在使用性能上，它的吸附效果更好。这种VOCs治理技术的原理为：由于它通过活性炭纤维的加入，使它具有高效吸附性，由于它的高效吸附性，主要是由于具有环保材料的活性炭纤维，这样就使它的内表面和外表面分布了许多碳原子，由于这些碳原子的作用，使这些碳原子组成了具有吸附能力很强的表面性结构。这种活性碳纤维的表面性结构，具有很强的优势。为了比较两者的效能，即对活性炭纤维和传统的碳吸附材料的吸附性能进行比较，通过实验结果证实，由于这种活性炭纤维的特殊结构，使它的吸附结果更具有优势，这样它可以使活性炭纤维具有比较优异的性能，具有吸附速度快、吸附容量大、再生容易、表面积大、微孔丰富、含碳量高等众多优点，这些众多的优点，就可以使它们在治理VOCs的过程中，充分发挥吸附VOCs的作用，可以显示活性炭纤维非常好的用效果，因此，活性炭纤维治理技术已经具有很大的优势。非常适宜广泛的推广和应用在VOCs的治理中，使环境更加清新。

 

　　2.3生物治理技术及其在挥发性有机废气治理中的应用

 

　　生物治理技术在VOCs的治理中，这是一个较新的方法，主要应用原理：是通过生物治理技术的发展，将微生物的降解过程利用起来，就可以将这些VOCs有机物得到处理，使它们转化成水、二氧化碳等无机物，这样就把污染环境的有机废气处理掉。但是，由于生物治理技术对VOCs治理的过程比较复杂，在生物治理技术中，很难保证在气相中不产生

 

　　害物质，这样就会影响生物治理技术的结果，因此在实际应用中，应该注意保证气态污染物的液化，气态VOCs污染物液化后，需要通过各种污染物的生物吸附、新陈代谢以及降解的液化过程。但是，这种处理方法至今还未形成完善的理论，在实际应用中还没有找到合适的方法，因此，要利用生物技术处理VOCs，还需要许多科技工作者继续努力，做进一步的深入研究。

 

　　2.4纳米材料净化技术及其在挥发性有机废气治理中的应用

 

　　纳米材料净化技术是近年来处理VOCs的新技术。纳米材料指的是超细材料，这种超细材料的纳米粒子，由于它的表面积大，吸附能力非常强，因此，在反应过程中，可以显现纳米材料具有非常好的催化作用，这些纳米粒子的加入，在处理VOCs的过程中，就能够由于纳米粒子的加入，就可以有效的提高VOCs分解的反应速率，这对于挥发性有机废气的处理具有很大的优势，甚至能够将原来不能反应的物质，也能使它们完全进行。显然，纳米TiO在气态有机污染物治理方面具有优势。这些优势主要是它们表现在光照条件下，就能够激活纳米材料，可以使纳米TiO：把有机物质转化成有机酸、水、二氧化碳等小分子，这样就把污染有机物处理掉了，显然，纳米TiO：的光催化剂，在处理VOCs方面具有很大的发占优势，它可以在降解处理VOCs方面具有很大的优势，在净化空气方面具有很大的能力，因此，它可以使纳米TiO：具有非常广泛的应用前景。为了更好的分析比较，利用表1给出了上述几种VOCs处理工艺特点的分析对比结果，就可以清楚的进行比较。

 

　　3.结语

 

　　中国对挥发性有机废气治理技术的研究投入了一定的精力，目前已经开发和应用的种类较多，它们是微波催化氧化技术、活性炭纤维治理技术、生物治理技术、纳米材料净化技术、膜基吸收净化技术等。这些技术在实践中已经得到广泛的应用，并且已经获得了较好的成绩，尤其在处理VOCs的过程中，可以有效克服传统VOCs治理技术的弊端。为了更好地治理VOCs，在今后的应用中，可以利用不同的治理技术，发挥它们不同的特点，使它们更好地处理VOCs，所以在今后的实际工作中，要根据具体VOCs的实际情况，选择适当的治理技术，这样才能处理好VOCs的清除，才能够保证在环境中对VOCs的治理效果，保证环境的可持续发展。

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